Підвищення стійкості роботи об'єктів народного господарства в надзвичайних умовах 1 страница

6.1. Основи стійкості роботи об'єктів

Стійкість роботи об'єкта — це здатність його в надзвичайних ситуаціях випускати продукцію у запланованому обсязі, необхідної номенклатури і відповідної якості, а у випадку впливу на об'єкт уражаючих факторів, стихійних лих та виробничих аварій — у мінімально короткі строки відновити своє виробництво. Залежить вона від таких основних факторів: розміщення об'єкта відносно великих міст, об'єктів атомної енергетики, хімічної промисловості, великих гідротехнічних споруд, військових об'єктів та ін.; природно-кліматичних умов, технології виробництва; надійності захисту працюючих, населення від впливу уражаючих факторів, наслідків стихійних лих і виробничих аварій, катастроф; надійності системи постачання об'єкта всім необхідним для виробництва продукції (паливом, мастилами, електроенергією, газом, водою, хімічними засобами захисту рослин, ветеринарними засобами, мінеральними добривами, запасними частинами, технікою та ін.); здатності інженерно-технічного комплексу протистояти надзвичайним ситуаціям; стійкості управління виробництвом і ЦЗ, психологічної підготовленості керівного складу, спеціалістів і населення до дій в екстремальних умовах; навченості керівного складу ЦЗ об'єкта і населення правильно виконувати комплекс заходів цивільного захисту; масштабів і ступеня уражаючої дії стихійного лиха, виробничої аварії, катастрофи чи зброї і підготовленість об'єкта до ведення рятувальних та інших невідкладних робіт для відновлення порушеного виробництва. Дані фактори визначають і основні вимоги стійкості роботи об'єктів у надзвичайних ситуаціях та шляхи її підвищення.

Більш підготовленими до стійкої роботи будуть ті об'єкти, які реально оцінять фактори, їх несприятливий вплив на виробництво і розроблять відповідні заходи. Завчасне проведення організаційних, агрохімічних, агротехнічних, інженерно-технічних, ветеринарно-санітарних, лісотехнічних, лісогосподарських, меліоративних та інших заходів максимально знизить результати впливу уражаючих факторів мирного і воєнного часу і створить сприятливі умови для швидкої ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій.

Робота об'єкта в цілому складається з роботи окремих галузей виробництва. Тому необхідно розглянути стійкість у надзвичайних умовах окремих галузей виробництва.

Оцінка стійкості роботи рослинництва. Найбільш небезпечними для ведення рослинництва в надзвичайних умовах є радіаційне, хімічне і біологічне ураження, які можуть бути в мирний і воєнний час. Тому ці уражаючі фактори і повинні бути вихідними для оцінки обстановки. Крім цього, необхідні такі дані: забезпеченість технікою, запасними частинами, паливно-мастильними матеріалами, хімічними і біологічними засобами захисту рослин, мінеральними і органічними добривами, забезпеченість спеціалістами, забрудненість РР і хімічними речовинами чи зараженість біологічними засобами посівів, площі сільськогосподарських угідь, які можуть бути пере-профільовані або вилучені із сівозміни, можливі втрати працюючих у рослинництві у зв'язку з мобілізацією чи ураженням РР, хімічними речовинами чи біологічними засобами, програмований обсяг виробництва продукції рослинництва, середня програмована урожайність основних сільськогосподарських культур та площі цих культур.

Основний показник стійкості роботи рослинництва — це рівень виробництва валової продукції в натурі.

Для оцінки стійкості роботи рослинництва можна використати формулу

де Срос— стійкість роботи рослинництва, %; ЗВП — залишкова валова продукція в натурі, ц; ВП — валова продукція.

Залишкову валову продукцію розраховують за формулою

ЗВП = ВП — (П_п + Я_т),

де ВП — програмована планова продукція в натурі, ц; П_п — прямі втрати продукції рослинництва, ц; Я_т — втрати продукції рослинництва від зміни технології виробництва, ц.

та Розраховуючи втрати необхідно користуватися спеціальними таблицями втрат урожаю при ураженні радіоактивними речовинами, небезпечними хімічними сполуками, хворобами і шкідниками сільськогосподарських культур як біологічними засобами ураження.

Оцінка стійкості роботи тваринництва. Розрахунки стійкості роботи тваринництва необхідно проводити на фоні можливого радіаційного забруднення, хімічного і біологічного зараження. До вихідних даних обстановки ще необхідні дані: забезпеченість технікою і паливно-мастильними матеріалами, електроенергією, вакцинами, сироватками та іншими препаратами ветеринарної медицини, забезпеченість технологічного переробного процесу тваринницької продукції, умови утримання тварин, забезпеченість тварин кормами, водоюможливість укриття тварин, можливі втрати спеціалістів та інших працівників тваринництва; запланований обсяг продукції тваринництва.

Розрахунки проводити за календарний час за тими ж формулами, що й для оцінки стійкості роботи рослинництва.

Оцінка стійкості роботи машинно-тракторного парку і паливно-енергетичного комплексу. Для оцінки стійкості роботи машинно-тракторного парку і паливно-енергетичного комплексу необхідно використати такі вихідні дані: прогноз можливої надзвичайної обстановки в мирний чи воєнний час; забезпеченість спеціалістами, механізаторами після проведення мобілізації; наявність техніки, мастил і палива в необхідній кількості для технологічного процесу; забезпечення електроенергією і автономними джерелами електроенергії.

Необхідно визначити коефіцієнт технічної готовності техніки, механізмів і паливно-енергетичної системи.

Коефіцієнт технічної готовності машинно-тракторного парку розраховують за формулою

де Д_рем — дані перебування тракторів і автомобілів на ремонті й технічному обслуговуванні; Д_н — загальна кількість днів перебування тракторів і автомобілів на об'єкті.

Коефіцієнт використання машинно-тракторного парку визначають за формулою

де Д_р — фактично відпрацьовані тракторо-дні; Д„ — загальна кількість днів перебування тракторів і автомобілів на об'єкті.

Оцінюючи стійкість електропостачання, необхідно знати, за яких надзвичайних ситуацій мирного і воєнного часу об'єкт може зали-

шатися без постачання електроенергії. Визначити мінімальні потреби в електроенергії для забезпечення основних невідкладних робіт; подача води в житлові будинки, квартири, для цехів і освітлення робочих місць. Наявність резервних джерел електроенергії на підприємстві. Можливості пристосування і використання наявної техніки для забезпечення електроенергією основних виробничих процесів. Коефіцієнт виробничого використання електроенергії (К_в) визначають за формулою

де Q_He — кількість необхідної енергії для виробничих процесів; Q_e — загальна її кількість.

Рівень електрифікації виробничого процесу об'єкта (Р_е._в.) розраховують за формулою

де Q_oe — роботи, які виконують із затратами енергії; Q_р — загальний обсяг робіт.

Оцінюючи стійкість матеріально-технічного і енергетичного постачання, необхідно визначити запаси палива, можливості використання місцевої сировини і енергії, автономні джерела електрозабез-печення, запаси сировини, стан поставки готової продукції споживачам, умови зберігання готової продукції, спроможність транспорту і засобів механізації.

6.2. Оцінка стійкості об'єкта проти впливу уражаючих факторів

Для розробки заходів підвищення і забезпечення стійкості роботи об'єктів у надзвичайних ситуаціях необхідно оцінити стійкість об'єкта проти впливу уражаючих факторів.

Вихідними даними для проведення розрахунків стійкості об'єкта до ураження є: максимальні значення параметрів можливих уражаючих факторів і характеристики елементів об'єкта.

Параметри уражаючих факторів можна одержати у відділі або управлінні ЦЗ або визначити розрахунковим способом.

Руйнування житлових будинків, виробничих приміщень, тваринницьких комплексів, споруд різного виробничого призначення може бути у воєнний час від вибухової хвилі, в мирний час від аварій різного характеру, ураганів і землетрусів. Дія ударної хвилі на об'єкт характеризується складним комплексом навантажень: надмірним

тиском, тиском відбивання, тиском швидкісного напору, тиском затікання, навантаженням від сейсмовибухових хвиль.

Все це буде залежати від виду і потужності вибуху, відстані до об'єкта, конструкції й розмірів елементів об'єкта, орієнтації відносно вибуху, розміщення будівель і споруд, рельєфу місцевості, характеру аварії, сили землетрусу чи бурі.

Враховувати їх разом для кожного об'єкта неможливо. Тому опір конструкцій дії ударної хвилі прийнято характеризувати надмірним тиском у фронті ударної хвилі (Р_ф), який призводить до слабких, середніх і сильних руйнувань (табл. 117).

Таблиця 117. Ступінь руйнувань залежно від надмірного тиску ударної хвилі РФ, кПа

Об'єкти руйнувань	Ступінь руйнувань
повний	сильний	середній	слабкий

Споруди з легким металевим і залізобетонним каркасом	60—100	40—60	20—40	10—20
Цегляні будівлі	35—45	25—35	15—25	8—15
Дерев'яні будівлі	20—30	15—20	8—12	6—8
Будівлі складів, цегляні		30—40	20—30	10—20
Дамби земляні, ширина 20—100 м			1000—700	700—150
Ремонтні майстерні		25—35	15—25	7—15
Водопровідні башти	50—100	30—50	20—30	8—20
Автомобілі вантажні й автоцистерни		35—55	25—35	20—25
Трактори		60—70	40—60	30—40
Комбайни		25—40	15—25	8—15
Трансформаторні і розподільні підстанції	60—100	40—60	30—40	10—30
Котельні	35—45	25—35	15—25	7—15
Кабельні повітряні лінії	70—80	30—70	10—30	8—10
Кабельні підземні лінії		500—1000	300—500	200—300
Дизельні електростанції	35—45	25—35	15—25	10—15
Повітряні електростанції		100—60	60—40	40—20
Підземні мережі: водопровід, каналізація, газ		1000—1500	600—1000	130—600
Підземні резервуари паливно-мастильних матеріалів (ПММ)		100—200	50—100	30—50
Необсипані резервуари зПММ		30—80	15—30	8—15

Осередки ураження при землетрусах за характером руйнувань будівель і споруд можна порівняти з осередками ядерного уражен-ня. Тому оцінку можливих руйнувань при землетрусах можна про-водити аналогічно оцінці руйнувань при ядерному вибуху. Як кри-терій необхідно брати не максимальний надмірний тиск у фронті ударної хвилі, а максимальну силу землетрусу в балах за шкалою Ріхтера (табл. 118).

Таблиця 118. Ступінь руйнувань залежно від сили землетрусу за шка-лою Ріхтера

Вихідними даними для оцінки фізичної стійкості конструкт-

тивні особливості елементів, їх форма, габарити (довжина, ширина Діаметр та ін.), характеристики міцності та ін.

Послідовність проведення оцінки:

— визначення максимального надмірного тиску ударної хвилі, ЛР_Ф, сейсмічної хвилі чи сили бурі, яка очікується на об'єкті;

— виділення основних елементів на об'єкті (склади, майстерні, цехи та ін.), від яких залежатиме функціонування об'єкта і виробництво продукції;

— оцінка стійкості кожного елемента об'єкта;

— визначення межі стійкості об'єкта проти впливу ударної, сейсмічної хвилі, урагану за мінімальною стійкістю його основних елементів;

— порівняння розрахованої межі стійкості об'єкта , з очікуваним максимальним надмірним тиском ударної хвилі , сейсмічної хвилі чи сили бурі. Якщо > , то об'єкт стійкий, якщо ж < , то об'єкт нестійкий проти ударної хвилі і аналогічно до сейсмічної хвилі і бурі;

— визначення ступеня можливих руйнувань за таблицею результатів оцінки для елементів об'єкта при можливому і максимальному значенні надмірного тиску , тиску сейсмічної хвилі чи сили бурі й можливі при цьому втрати (відсотки).

На основі результатів оцінки стійкості об'єкта роблять висновки і пропозиції за кожним елементом і об'єктом в цілому: межа стійкості об'єкта, найбільш вразливі його елементи, характер і ступінь руйнувань при максимальному надмірному тиску, сильному землетрусі й урагані, можливі збитки; межа доцільного, підвищення стійкості найбільш вразливих елементів об'єкта і пропозиції (заходи) для підвищення межі стійкості об'єкта.

Оцінка можливості виникнення пожеж на об'єкті. Можливість виникнення пожеж встановлюють за займистістю матеріалів від світлового імпульсу ядерного вибуху, руйнування печей, газопроводів, пошкодження електромережі, які можуть виникнути при аваріях, землетрусах, бурях та ін.

Світловий імпульс можна розрахувати за температурою загорання або нагрівання матеріалів і виробів:

;

де — підвищення температури матеріалу з освітленого боку, °С; U_c_в — кількість світлового випромінювання, яке поглинається одиницею поверхні матеріалу (тепловий імпульс), кДж/м²; — коефіцієнт теплопровідності, кВТ(mК); CV — питома теплопровідність речовини, кДж/(м³ • К); t_n = 0,02 — час початку найбільшої температури

вогненого імпульсу; g — потужність вибуху, Мт; А — коефіцієнт поглинання світлової енергії матеріалом; X — кут між напрямком поширення світла і перпендикуляром до освітленої поверхні.

Оцінюючи стійкість об'єкта проти світлового випромінювання ядерного вибуху, необхідно визначити максимальне значення світлового імпульсу U_свmax яке може бути на об'єкті.

Для оцінки стійкості об'єкта проти світлового випромінювання необхідні такі вихідні дані: характеристика будівель і споруд; характер виробництва, які горючі матеріали застосовуються у виробництві; вид готової продукції та місце її зберігання.

Оцінку стійкості об'єкта до світлового випромінювання доцільно проводити у такій послідовності: визначити ступінь вогнетривкості будівель і споруд, виявити горючі матеріали, елементи конструкцій і речовини; розрахувати світлові імпульси, за яких відбудеться спалахування елементів із займистих матеріалів; визначити категорію виробництва за пожежною небезпекою.

Пожежна небезпека виробництва визначається технологічним процесом, матеріалами які застосовуються у виробництві та готовою продукцією. За пожежною небезпекою технологічного процесу всі об'єкти поділяються на п'ять категорій: А, Б, В, Г, Д.

Категорія А — склади бензину; приміщення стаціонарних кислотних і лужних акумуляторних установок.

Категорія Б — цехи приготування і транспортування деревного борошна; розмельні відділи млинів; цехи виготовлення цукрової пудри; мазутне господарство електростанцій.

Категорія В — лісопильні, деревообробні, столярні, меблеві, бондарні й лісотарні цехи; цехи текстильної і паперової промисловості; заводи сухої первинної обробки льону, конопель і луб'яних волокон; зерноочисні відділення млинів і зернові елеватори; склади паливно-мастильних матеріалів; відкриті склади мастил і мастильне господарство електростанцій; закриті склади вугілля.

Категорія Г — кузні; зварні цехи; приміщення двигунів внутрішнього згоряння; головні корпуси електростанцій; розподільне обладнання з вимикачами й апаратурою з вмістом мастила 60 кг і менше в одиниці обладнання; високовольтні лабораторії; котельні. Категорія Д — цехи переробки м'ясних, рибних, молочних продуктів; насосне й водоприймальне обладнання електростанцій; насосні станції для перекачування негорючих рідин.

До категорій А, Б і В не належать виробництва, в яких горючі рідини; гази і пари спалюються як паливо, а також виробництва, в яких технологічний процес протікає із застосуванням відкритого вогню. Склади поділяються на категорії відповідно до пожежної

небезпеки матеріалів що знаходяться на них стосовно вказівок даних категорій.

Розрахункові дані зводять у таблицю результатів оцінки і роблять висновки, в яких вказують: межу стійкості об'єкта проти світлового імпульсу ; очікуваний максимальний світловий імпульс ; найбільш пожежонебезпечні елементи об'єкта і можлива обстановка на об'єкті. Об'єкт вважається стійким проти світлового імпульсу, якщо > .

На основі висновків розробляють конкретні заходи підвищення пожежної стійкості об'єкта.

Оцінка уразливості об'єкта від радіоактивного забруднення і проникаючої радіації починається з визначення максимальних очікуваних значень рівня радіації і дози проникаючої радіації.

За показник стійкості об'єкта приймається допустима доза радіації, яку можуть одержати люди за час робочої зміни.

Стійкість об'єкта проти радіаційного ураження можна оцінювати у такій послідовності. Визначити: граничні рівні радіації (Р/год) на об'єкті, за яких можлива виробнича діяльність у звичайному режимі або в режимах радіаційного захисту; ступінь захищеності працюючих; дози радіації, які може одержати виробничий персонал; втрати сільськогосподарських тварин і зниження їх продуктивності (%); втрати сільськогосподарських рослин та їх урожайність (%); втрати і ураження лісових насаджень і в результаті цього зниження господарської діяльності лісогосподарських об'єктів; стійкість роботи об'єктів в цілому.

Після аналізу зробити висновки про очікувані максимальні рівні радіаційного забруднення території об'єкта і дози проникаючої радіації; ступінь забезпечення захисту працюючих, тварин і обладнання, техніки, урожаю, кормів, води; можливість безперервної стійкої роботи об'єкта за умови, що сумарна доза опромінення працюючих не перевищуватиме допустимої дози; можливість виробництва запланованої, доброякісної продукції та заходи підвищення стійкості роботи об'єкта, підвищення рівня захисту працюючих.

Оцінка можливих збитків від ядерного вибуху проводиться на основі характеристики впливу кожного з уражаючих факторів. У зв'язку з тим, що найбільш небезпечним (за територією і тривалістю ураження) є радіоактивне забруднення місцевості, розглянемо приклад розрахунку збитків від впливу цього уражаючого фактора.

Для оцінки наслідків впливу радіоактивного забруднення необхідні такі дані: радіаційна обстановка в населених пунктах, на відкритій місцевості — місцях знаходження людей, на полях і пасовищах, на фермі та ділянках, де перебуває худоба поза приміщеннями, можливі втрати людей, поголів'я сільськогосподарських тварин, продуктивності

тварин, урожаю сільськогосподарських культур; чисельність працездатного населення і характеристика його розміщення (на відкритій місцевості, в будинках, протирадіаційних укриттях) з урахуванням ступеня захищеності від впливу радіації; поголів'я сільськогосподарських тварин у громадському й особистому господарствах за видами і віковими категоріями, характеристика їх розміщення на період випадання радіоактивних продуктів; планова продуктивність сільськогосподарських тварин; площі посівів сільськогосподарських культур, планові урожайності й валові збори урожаю, фази розвитку рослин на календарний час випадання радіоактивних речовин.

Порядок розрахунків. У результаті радіоактивного забруднення територія окремого господарства може опинитися в одній або кількох дозових зонах. Виходячи з цього, встановлюється чисельність людей, поголів'я сільськогосподарських тварин, розміри площі посівів різних сільськогосподарських культур, лісових насаджень, які потрапили в ту або іншу дозову зону. Розрахунок втрат людей проводиться з урахуванням розміщення їх у ПРУ, а розрахунок втрат тварин — окремо для кожного виду і вікової групи з урахуванням утримання (пасовищне, стійлове, загінне). Послідовність розрахунків наведена у табл. 119.

Втрати в рослинництві від впливу радіації зумовлені головним чином зниженням урожайності сільськогосподарських культур. Розрахунки втрат урожаю проводяться окремо для кожної культури з урахуванням фази розвитку на період випадання радіоактивних речовин (табл. 120).

Набір доз у кожному конкретному випадку залежить від конкретної обстановки.

Втрати у тваринництві від впливу радіоактивного забруднення зумовлені в основному загибеллю тварин у результаті променевої хвороби і зниження продуктивних якостей у поголів'я, що вижило. Втрати продукції тваринництва визначають окремо для кожного виду продукції з урахуванням зниження продуктивності тварин, які опинилися в тій або іншій дозовій зоні, а також з урахуванням типу утримання тварин у цій зоні (пасовищний, стійловий, загінний). Послідовність розрахунків втрат продукції тваринництва наведено в

табл. 121.

Розрахунки втрат населення. В оцінці стійкості роботи об'єкта особливе значення має аналіз розрахунку виробничих сил в умовах радіоактивного забруднення. Розглянемо це на прикладі.

Приклад. Населений пункт потрапив у три дозові зони: 400— 600, 600—800 і 800—1200 Р. У зв'язку з цим виникла необхідність оцінити наслідки впливу радіації на працездатне населення, сільськогосподарських тварин і посіви сільськогосподарських культур.

Таблиця 119. Послідовність розрахунків втрат людей і тварин від радіаційного ураження

Таблиця 120. Послідовність розрахунків втрат урожаю сільськогосподарських культур в умовах радіоактивного забруднення

Таблиця 124. Імовірність втрат основних видів сільськогосподарських тварин в цілому у стаді при стійловому утриманні від впливу гамма-радіації, %

Розглянемо послідовність проведення розрахунків на прикладі озимої пшениці.

Вихідні дані. Планова урожайність озимої пшениці т₀= 19 ц/га, посіви озимої пшениці потрапили у три дозові зони, їх площа розподілилася за зонами так: у зоні 400—600 Р —S₁= 280 га; у зоні 600— 800 Р — S₂ = 150 га; у зоні 800—1200 Р — S₃ = 70 га.

Імовірність втрат урожаю К при випаданні радіоактивних речовин на посіви у фазу колосіння рослин за даними табл. 126 буде Дорівнювати: для зони 400—600 Р — K₁, = 30 %; для зони 600—800 Р - К₂ = 40 %; для зони 800—1200 Р — К₃ = 60 %.

Вписуємо вихідні дані у розрахункову таблицю за зразком, наведеним у табл. 120.

Розраховуємо за кожною дозовою зоною плановий валовий урожай М₀ = т₀S. Визначаємо втрати урожаю у кожній дозовій зоні:

Таблиця 125. Імовірність втрат молока у корів, що вижили після радіаційного впливу, %

Спосіб утримання	Діапазони зон (дозові зони) гамма-радіації на місцевості Д_у, Р
100—200	200—300	300—400	400—500	600—800	800—1200	1200—2000	2000—3000	3000—5000	5000—7000
У загонах								Загибель
На пасовищі					Загибель
У дерев'яних приміщеннях									Загибель
У цегляних і залізобетонних приміщеннях

Потім підраховуємо втрати в усіх дозових зонах для визначення втрат урожаю в цілому у господарстві:

М_ВТ = М_ВТ1 + М_ВТ2 + М_ВТ3.

Визначаємо урожай, який зберігся у зонах: М_зб = М₀ — М_ВТ. В результаті розрахунків встановили, що втрати урожаю озимої пшениці в цілому у господарстві становитимуть 1186 ц. Втрати валового збору урожаю при цьому будуть:

запланованого валового збору.

Збережений валовий збір урожаю озимої пшениці дорівнюватиме 13 036 ц, тобто

Оцінюємо урожайність озимої пшениці після впливу радіації на посіви (М_З):

Таким чином проводять розрахунки за іншими культурами.

Оцінка стійкості до електромагнітного імпульсу (ЕМІ). З метою підвищення стійкості роботи об'єктів необхідно дати оцінку стійкості до ЕМІ електрозабезпечення, засобів зв'язку, електричних систем, радіотехнічних засобів і комп'ютерних систем об'єкта.